第 4 章基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成.

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1 第 4 章基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成

2 基因的概念 基因：是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。
举例：不同生物的基因数目。 种类基因组大小（bp） 基因数目 支原体 1.0× 噬菌体T4 1.6× 大肠杆菌 4.2× 酵母 1.3× 果蝇 1.4× 人 3.3× 每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着遗传信息

3 基因的本质：具有遗传效应的DNA片段。 读下图的果蝇的一条染色体上的基因状况，思考： 1、基因在染色体上的排列方式？ 2、基因与基因之间的片段是什么？ 3、每一个基因如白眼基因，从结构上看是由许多什么组成？ 4、线粒体和叶绿体中也含有DNA，其上有基因吗？ 5、什么叫遗传信息？基因中包含遗传信息吗？基因是由几条链组成？ 讨论一下：每一条链都含有遗传信息吗？

4 如何理解基因的概念？ 1、基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位。生物的特定的基因决定生物特定的性状。 2、基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。所谓遗传效应是指具备发育、表现出某性状的信息。 3、基因位于染色体上呈线形排列，染色体是基因的载体。 4、基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息，对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列顺序又是不同的。 5、线粒体和叶绿体中的DNA分子上也有基因。 6、一个基因有两条单链，但只有其中一条含有遗传信息。

5 DNA与RNA的比较 DNA RNA 结构 类型 组成单位 成分（碱基） 成分（五碳糖） 成分（无机酸） 存在 场所 主要功能
双链结构，只有一种类型 单链结构，有三种类型 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 A、G、C、T A、G、C、U 脱氧核糖 核糖 磷酸 磷酸 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中 传递和‘表达“遗传信息 指导蛋白质的合成

6 转录：是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA（信使RNA）的过程。如图所示：
详细过程如下：

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11 请你概括出转录的产所、模板、原料、产物、原则

12 转录过程总结 场所： 主要在细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 4中游离的核糖核苷酸 原则： 碱基互补配对原则
（A-U、T-A 、C-G、G-C） 产物： mRNA（合成后从核孔出来）

13 翻译：是指以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成特定蛋白质的过程。如图所示：

14 U C A G mRNA 密码子：遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。（含起始码、终止码）。如下图： 密码子

15 a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应。 b、一个密码子只和一种氨基酸相对应 c、密码子共64个，其中含有两个起始密码子。分别是AUG、GUG。d、另外还有三个终止密码子UAA、UAG、UGA

16 tRNA（转运RNA）： 可以将氨基酸转运到核糖体中。 氨基酸的结合部位 反密码子

17 三类RNA的比较 种类 信使RNA（ mRNA) 转移RNA (tRNA) 核糖体RNA (rRNA) 特点 带有从DNA链上转录下来的遗传信息 一端能与氨基酸结合，另一端有三个碱基与mRNA碱基互补配对 由核仁组织区的DNA转录而成，是核糖体的组成物质。 功能 携带着规定氨基酸序列的信息，在蛋白质合成中起着模板作用 转运特定的氨基酸，识别mRNA上的遗传密码 是合成蛋白质的场所。 结构 单链结构 呈三叶草型

18 翻译的过程 具体过程如下：

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23 请对照下图：概括一下翻译过程的场所、原料、模板、转运工具、原则、产物。并语言叙述其过程。

24 转录与翻译动画 翻译过程总结 场所： 核糖体 原料： 游离的氨基酸（细胞质中） 模板： mRNA 转运工具： tRNA
原则： 碱基互补配对原则 产物： 多肽链 转录与翻译动画

25 思考：翻译产生一条n个氨基酸的多肽，需要的mRNA中，至少由多少个核糖核苷酸组成？需要的DNA中，至少由多少个脱氧核苷酸组成？

26 中心法则中的有关计算 DNA→RNA→蛋白质 DNA 碱基数量n 转录 RNA 碱基数量n/2 翻译
　　　　　　　　　转录 RNA 碱基数量n/2 　　　　　　　　　翻译 多肽　A1＋A2＋A3＋A4…Am　　氨基酸数量n/6 [解题技巧]在不考虑蛋白质加工等因素的前提下：DNA碱基数6n，mRNA碱基数3n，密码子数n，氨基酸数n，肽键数或蛋白质(多肽)的相对分子质量(具体数量视肽键、二硫键数目而定)

27 〖例〗一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中脱氧核苷酸的分子数至少是
A. 450个 B. 456个 C. 906个 D. 912个 〖解析〗此酶共有氨基酸为150＋2＝152，一个密码子（三个碱基）决定一个氨基酸，基因是双链，转录时只是其中的一条链，即转录成一个密码子（三个碱基），基因中需六个碱基，也即六个脱氧核苷酸。152×6＝912 ，因此答案为D 。

28 [例1] 2005·上海生物）tRNA与mRNA碱基互补配对现象可出现在真核细胞的（）A、细胞核中 B、核糖体上 C、核膜上 D、核孔处
A．na/b B．na/3－18(n/3－1) C．m－18(n—1) D．m/6－18(n/6－1) [同类变式]已知某多肽链的分子量为10320，每个氨基酸的平均分子量为120，每个脱氧核苷酸的平均分子量为300。那么合成该多肽化合物的基因的分子量约为 ( ) A． B． C D．170928 [例3] （2005·上海生物·14）一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为 A、 B、 C、 D、11 36 B D D B B、D、D、B

29 D A D [例4]一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA运载的氨基酸是( ) A．酪氨酸(UAC) B．谷氨酸(GAG)
C．精氨酸(CGA) D．丙氨酸(GCU) [例5]从根本上看，决定酶的种类的是 ( ) A．遗传密码 B．密码子 C．蛋白质 D．tRNA [例6](2003年上海高考题)某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为（ ） A．ab－6b＋18n B．ab－6b C．(b—a)×18 D．ab－(b－a)×18 D A D

30 (2)图中所示属于基因控制蛋白质过程中的 步骤；该步骤发生的细胞的 部分。
[例7]下图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答： (1)图中所合成肽链的原料来自 和 。 (2)图中所示属于基因控制蛋白质过程中的 步骤；该步骤发生的细胞的 部分。 (3)图中(Ⅰ)是 。按从左到右的次序写出(Ⅱ)内mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序 。 (4)该过程不可能发生在 ( ) A．神经细胞 子 B．肝细胞 C．成熟的红细胞 D．脂肪细胞 (1)食物；人体自身合成或原有蛋白质分解的 (2)翻译；细胞质(或核糖体) (3)tRNA(或转运RNA)；核糖体；TGATTCGAA (4)C

31 中心法则 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 　　以DNA自身为模板合成子代DNA，以DNA的一条链为模板合成RNA，以信使RNA为模板合成蛋白质从而决定生物的性状表现，叫中心法则。人和动植物及绝大多数微生物的遗传信息传递都遵循这一法则。

32 ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ
RNA复制 20世纪70年代，科学家发现烟草花叶病病毒在环境条件适宜的夏季没有DNA而只有RNA！显然，此时的烟草花叶病病毒是以RNA为遗传物质的！ 烟草花叶病病毒能够正常繁殖，说明RNA也是可以进行复制的。当然，RNA的复制也遵循碱基互补配对原则。 ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷

33 逆转录 以RNA为模板合成的DNA单链 RNA┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ
科学家们发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季，它们体内又具有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的。 以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这需要逆转录酶来催化它。 RNA┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ DNA┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ 以RNA为模板合成的DNA单链

34 补充修正的中心法则 DNA 转录 复制 逆转录 RNA 蛋白质 翻译 RNA复制

35 ６ 组，丝，酪，脯，苏，丙 苏，亮，苏，精，亮，脯
[例8]控制合成一种多肽的DNA片段如下图所示 ①┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ 　ＣＡＣＴＣＴＴＡＣＣＣＧＡＣＴＧＣＣＣ 　ＧＴＧＡＧＡＡＴＧＧＧＣＴＧＡＣＧＧＧ ②┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ 如果以②链为模板转录，该多肽有氨基酸———个，氨基酸依次为————————————————。如果第一个碱基对改变为上Ｔ下Ａ，第一个氨基酸将变为————；如果第一个碱基对丢失，肽链的氨基酸将依次为————————————————；如果在第一个碱基对前增加一个上Ｇ下Ｃ碱基对，肽链的氨基酸将依次为———————————— ６ 组，丝，酪，脯，苏，丙 酪氨酸 苏，亮，苏，精，亮，脯 丙，亮

36 [例9]如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答：
(1)a、d两管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是 过程；d试管内模拟的是 过程，其中的酶有DNA聚和酶及 。 (2)b、c两试管内的产物都是 ，但b试管内模拟的是 过程：c试管内模拟的是 过程；b试管的产物中最多含有 个碱基，有 个密码于。 (1)DNA复制；逆转录 (2)RNA；转录；RNA复制；30；10

37 再见 每人蹲马步十分钟！

38 [例7]（2005·上海生物）回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题。
（1）将同位素标记的尿核苷（尿嘧啶和核糖的结合物）加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的 、 、 。 （2）将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入 时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代，当转入 ____时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。 （3）已知某基因片段碱基排列如右图。由它控制合成的多肽中 含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。(脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG。） （1）翻译上述多肽的mRNA是由该基因的 链转录的（以图中①或②表示），此mRNA的碱基排列顺序是： 。 （2）若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录出此段多DNA单链的碱基排列顺序：_ 。 （1）mRNA tRNA rRNA （2）DNA RNA （3）1）② —CCUGAAGAGAAG— 2）—GGACTTCCCTTC—